JPS6256364A - High strength oxidation-resistant carbon material and manufacture - Google Patents

High strength oxidation-resistant carbon material and manufacture

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JPS6256364A
JPS6256364A JP60193785A JP19378585A JPS6256364A JP S6256364 A JPS6256364 A JP S6256364A JP 60193785 A JP60193785 A JP 60193785A JP 19378585 A JP19378585 A JP 19378585A JP S6256364 A JPS6256364 A JP S6256364A
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JP
Japan
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carbon material
semi
group
compound
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JP60193785A
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Japanese (ja)
Inventor
徳勢 允宏
純一 釘本
仲田 幸夫
耕治 鳴井
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Ube Corp
Original Assignee
Ube Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、セミ無機高分子化合物と生コークス粉末との
混合物の焼結体からなる高強度、耐酸化性炭素材及びそ
の製造法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a high-strength, oxidation-resistant carbon material made of a sintered body of a mixture of a semi-inorganic polymer compound and raw coke powder, and a method for producing the same.

炭素材は高温強度、耐熱衝撃性、高熱伝導性、良導電性
、低熱膨張性等多くの優れた特性を有する材料であるが
、高温下で酸化されやすいという欠点がある。例えば炭
素材を大気中で加熱すると、300℃付近から酸化され
始め、600℃以上で急速に酸化が進行する。このため
、炭素材は優れた高温特性を有するにもかかわらず、高
温下での使用は非酸化性雰囲気下に限られ大気中では使
用することができなかった。
Although carbon materials have many excellent properties such as high temperature strength, thermal shock resistance, high thermal conductivity, good electrical conductivity, and low thermal expansion, they have the disadvantage of being easily oxidized at high temperatures. For example, when a carbon material is heated in the air, it begins to oxidize at around 300°C and rapidly progresses above 600°C. Therefore, although carbon materials have excellent high-temperature properties, their use at high temperatures is limited to non-oxidizing atmospheres and cannot be used in the atmosphere.

このような炭素材のもつ欠、αを改良し、耐酸化性を向
上するため、リン酸化合物を含浸させる方法、プラス皮
膜形成成分を含浸させたりコーティングする方法、炭素
または黒鉛に炭化ケイ素とケイ素鉄を配合するか、ある
いは炭化ケイ素とケイ酸を主体とするケイ酸質結合剤を
配合する方法なども提案されている。しかしながら、リ
ン酸化合物を含浸させる方法は、炭素材の酸化開始温度
をせいぜい100〜200℃程度上昇させる方法であり
、抜本的な解決手段とはならない。またプラス皮膜形成
成分を含浸又はコーティングすれば炭素材の耐酸化性は
かなり改善されるが、これは炭素材の表面に形成される
ガラス皮膜に依存するため、コーティングのむら、皮膜
の損傷や炭素材とガラス皮膜との熱膨張係数の差に起因
する剥離などにより酸化が局部的に進行するおそれがあ
り、安定した効果は期待できない、さらに、炭素又は黒
鉛に炭化ケイ素その他の結合剤を配合する方法では、か
なり耐酸化性が改善されるとはいえ、まだその効果は不
十分であり、例えば空気中900°Cにおいて5時間加
熱すると10〜30%の酸化i17耗を生じる上に、結
合剤を使用するために、焼結像のち密化が妨げられ、強
度が低下する。
In order to improve the defects and α of such carbon materials and improve their oxidation resistance, there are methods of impregnating them with phosphoric acid compounds, methods of impregnating or coating them with film-forming components, and methods of impregnating or coating carbon or graphite with silicon carbide and silicon. Other methods have been proposed, such as adding iron or adding a silicic acid binder mainly composed of silicon carbide and silicic acid. However, the method of impregnating the carbon material with a phosphoric acid compound is a method of raising the oxidation starting temperature of the carbon material by about 100 to 200 degrees Celsius at most, and is not a drastic solution. In addition, the oxidation resistance of the carbon material can be considerably improved by impregnating or coating it with a positive film-forming component, but this depends on the glass film formed on the surface of the carbon material, so it may cause uneven coating, damage to the film, or There is a risk that oxidation may progress locally due to peeling due to the difference in thermal expansion coefficient between the glass film and the glass film, and a stable effect cannot be expected.Additionally, a method of blending silicon carbide or other binders with carbon or graphite Although the oxidation resistance is considerably improved, the effect is still insufficient. For example, heating in air at 900°C for 5 hours causes oxidation I17 loss of 10-30%, and the binder For use, the densification of the sintered image is hindered and its strength is reduced.

さらに耐酸化性を改善した炭素材として、生コークス粉
末に炭化ホウ素粉末と炭化ケイ素粉末の所定量を加え、
十分に摩砕処理することにより、粘着性、焼結性を発生
させたのち、成型し、不活性雰囲気中で高温で焼結した
ものが知られている(特閏昭第56−140075号、
特開昭第59−131576号、特開昭159−213
674号)。
Furthermore, as a carbon material with improved oxidation resistance, predetermined amounts of boron carbide powder and silicon carbide powder are added to raw coke powder.
It is known that after sufficient grinding treatment to generate adhesiveness and sinterability, the product is molded and sintered at high temperature in an inert atmosphere (Tokuban Sho No. 56-140075,
JP-A No. 59-131576, JP-A No. 159-213
No. 674).

上記炭素材はコークス中に炭化ホ・り素粉末と炭化ケイ
素粉末とを摩砕処理により均一に分散混合させることが
必要であり、このため用いる炭化ホウ素及び炭化ケイ素
は微粉末であることを要求され、さらに長時間の摩砕処
理を必要とする。しかし、粉末同士の摩砕混合による均
一分散は困難である。このため、高温度、長時間の試験
においては満足しうる耐酸化性は得られていない。さら
に、上記炭素材の強度は炭化ホラ素と炭化ケイ素による
粒子強化によって得られるのであるが、分散性が不十分
なため、満足しうるものとはなっていなり1゜ また炭化ホウ素及V炭化ケイ素の粉末は、高硬度の材料
として、あるいは耐摩耗性材料として一般に使用されて
いるものであり、摩砕処理時における容器の摩耗が激し
く、このため生産性が上がり難いという問題点を有して
いる。
For the above carbon material, it is necessary to uniformly disperse and mix boron carbide powder and silicon carbide powder in the coke through a grinding process, and for this purpose, the boron carbide and silicon carbide used are required to be fine powders. and requires a longer grinding process. However, uniform dispersion by grinding and mixing powders is difficult. For this reason, satisfactory oxidation resistance has not been obtained in high-temperature, long-term tests. Furthermore, the strength of the above carbon material is obtained by particle reinforcement with boron carbide and silicon carbide, but it is not satisfactory due to insufficient dispersibility. This powder is generally used as a highly hard material or as a wear-resistant material, and has the problem that the container is severely worn during the grinding process, making it difficult to increase productivity. There is.

本発明は、炭素材の有する高温度条件下での易酸化性と
いう問題点を解決し、強度の優れた耐酸化性炭素材及び
そのs!!遺法を提供する。
The present invention solves the problem of easy oxidation of carbon materials under high temperature conditions, and provides an oxidation-resistant carbon material with excellent strength and its s! ! provide a legacy.

本発明の炭素材は、セミ無機高分子化合物と生コークス
粉末との混合物の焼結体からなるものである。上記セミ
無機高分子化合物は、非酸化性雰囲気中″c700〜2
000℃に加熱することにより、下記セラミックに転化
するものである。
The carbon material of the present invention is made of a sintered body of a mixture of a semi-inorganic polymer compound and raw coke powder. The above-mentioned semi-inorganic polymer compound has a temperature of "c700~2" in a non-oxidizing atmosphere.
By heating to 000°C, it is converted into the following ceramic.

非晶質であり、α型、β型のいずれか又はこれらの混合
相であるSiCから主としてなるセラミック。
A ceramic mainly composed of SiC which is amorphous and is either α-type, β-type, or a mixed phase thereof.

本発明におけるセミ無機高分子化合物は、下記(a)〜
(f)の群から選ばれた化合物の少なくと61種である
ことを特徴としている。
The semi-inorganic polymer compound in the present invention includes the following (a) to
It is characterized by at least 61 types of compounds selected from the group (f).

(、)下記式で表されるポリカルボシラン式中、R1−
R1はそれぞれ独立に、水素、−1以下のアルキル基、
C4以下のハロアルキル基、フェニル基% C5〜C6
のジクロフルキル基、ベンゼル基またはビニル基であり
;nは10〜1ooooである。
(,) In the polycarbosilane formula represented by the following formula, R1-
R1 is each independently hydrogen, -1 or less alkyl group,
Haloalkyl group of C4 or less, phenyl group% C5-C6
is a dichlorofurkyl group, a benzyl group or a vinyl group; n is 10 to 1oooo.

(b)下記式で表わされるポリカルボシロキサン式中、
R7−R2はそれぞれ独立に、水素、C4以下のアルキ
ル基、04以下のハロアルキル基、フェニル基、 C5
−C−のシクロアルキル基、ベンジル基またはビニル基
であり;nは10〜i ooooであり;そしてX単位
とy単位の(り返しはランダム、ブロックのいずれか又
は双方を含む。
(b) In the polycarbosiloxane formula represented by the following formula,
R7-R2 each independently represent hydrogen, an alkyl group of C4 or less, a haloalkyl group of 04 or less, a phenyl group, C5
-C- is a cycloalkyl group, benzyl group or vinyl group; n is 10 to ioooo; and X units and y units (repeat includes either random, block, or both).

(c)下記式で表わされるポロシロキサン化合物式中、
R+−R3はそれぞれ独立に、水素、C1以下のアルキ
ルM、C,以下のハロアルキル基、フェニル基、C6〜
CI、のシクロアルキル基、ベルジル基、またはビニル
基であり;nは1〜i ooooであり;そしてa単位
とb単位のくり返しはランダム、ブロックのいずれか又
は双方を含む。
(c) A polysiloxane compound represented by the following formula, where:
R+-R3 each independently represents hydrogen, C1 or less alkyl M, C, or less haloalkyl group, phenyl group, C6-
CI, a cycloalkyl group, a verzyl group, or a vinyl group; n is 1 to ioooo; and the repetition of a units and b units includes either or both of random and block.

(d)面頂(e)のポロシロキサン化合物と、脂肪族多
価アルコール、芳香族アルコール、7エ/−ル類、ある
いは芳香族カルボン酸から選ばれる1種あるいは2種以
上の有機化合物を、反応に対して不活性な雰囲気下にお
いて250〜450°Cの範囲内の温度で、必要により
触媒の存在下で反応させることにより得られる改質ポロ
シロキサン化合物。
(d) the polysiloxane compound of the surface top (e) and one or more organic compounds selected from aliphatic polyhydric alcohols, aromatic alcohols, 7 alcohols, or aromatic carboxylic acids; A modified polysiloxane compound obtained by reacting in an atmosphere inert to the reaction at a temperature within the range of 250 to 450°C, optionally in the presence of a catalyst.

(e)前項(c)のポロシロキサン化合物に対してAt
、Ni、Ti、Zr、V、T&、Cr、PbSMo、W
、Co及1その他の遷移金属の有機金属化合物、有機金
属錯体から選ばれる少なくとも1橡を添加、混合あるい
は化合して、非酸化性雰囲気中250〜450℃に加熱
することにより得られる改質ポロシロキサン化合物。
(e) At for the polysiloxane compound of the previous section (c)
, Ni, Ti, Zr, V, T&, Cr, PbSMo, W
, Co and other transition metals, and at least one selected from organometallic compounds and organometallic complexes. Siloxane compound.

(f)下記式で表わされるポリシラン 上式中、R5−R6はそれぞれ水素、C1以下のアルキ
ル基、C4以下のハロアルキル基、フェニル基%C5〜
C,のシクロアルキル基、ペンシル基またはビニル基で
あり;n=l。
(f) Polysilane represented by the following formula In the above formula, R5-R6 are hydrogen, an alkyl group of C1 or less, a haloalkyl group of C4 or less, a phenyl group %C5 to
C, is a cycloalkyl group, pencil group or vinyl group; n=l.

〜10000である。~10000.

さらに本発明はセミ無機高分子化合物と生コークス粉末
との混合物を成型体となし、次いで非酸化性雰囲気中で
、700〜3,000℃で焼結することからなる炭素材
の製造法を提供する。
Furthermore, the present invention provides a method for producing a carbon material, which comprises forming a mixture of a semi-inorganic polymer compound and raw coke powder into a molded body, and then sintering the mixture at 700 to 3,000°C in a non-oxidizing atmosphere. do.

本発明で用いる生コークスは、600℃以下の比較的低
温で製造される揮発分を有するコークスであり、石油系
、石炭系・又は樹脂系のいずれでもよいが、特に高強度
の製品を得るには4重量%以上の残留揮発分を含むもの
が好ましい、しかし、残留揮発分が多すぎると焼成時に
7クレ、亀裂が発生するので、好ましくは4〜20重皿
%である。
The raw coke used in the present invention is a coke with volatile content that is produced at a relatively low temperature of 600°C or less, and may be petroleum-based, coal-based, or resin-based, but it is especially suitable for obtaining high-strength products. It is preferable to have a residual volatile content of 4% by weight or more. However, if the residual volatile content is too large, cracks will occur during firing, so the content is preferably 4 to 20% by weight.

本発明で用いるセミ無機高分子化合物は、その多(が有
機溶媒可溶であるため、単に溶媒中での混合又は混練に
より均一分散を達成するこがで終る。このため、容器摩
耗の減少及び強度、耐酸化性への寄与を発揮しやすいと
いう利点を有している。
Since most of the semi-inorganic polymer compounds used in the present invention are soluble in organic solvents, uniform dispersion can be achieved simply by mixing or kneading in a solvent. It has the advantage of easily contributing to strength and oxidation resistance.

さらに、本発明で用いるセミ無機高分子化合物は直鎖状
、環状、はしご状、かご状、三次元状又は網目状等のい
ずれであってもよい。
Further, the semi-inorganic polymer compound used in the present invention may be linear, cyclic, ladder-shaped, cage-shaped, three-dimensional, or mesh-shaped.

セミ無機高分子化合物と生コークス粉末との混合物中に
おけるセミ無機高分子化合物の割合は、5〜60玉景%
、好ましくは10〜50重量%である。5ffl量%以
下では所望する耐酸化性をうろことが困難であり、60
重量%以上では炭素材としての優れた特性の発揮が困難
となる。
The proportion of the semi-inorganic polymer compound in the mixture of the semi-inorganic polymer compound and the raw coke powder is 5 to 60%.
, preferably 10 to 50% by weight. If the amount is less than 5 ffl, it is difficult to achieve the desired oxidation resistance;
If it exceeds % by weight, it becomes difficult to exhibit excellent properties as a carbon material.

セミ無機高分子化合物は、直接生コークス粉末との混合
等も可能であるが、特に均一な混合体を形成するために
は、溶剤を使用した湿式混合又は湿式混練法の採用が望
ましい。
The semi-inorganic polymer compound can be directly mixed with raw coke powder, but in order to form a particularly uniform mixture, wet mixing or wet kneading using a solvent is preferably employed.

使用する溶剤は、セミ無機高分子化合物を溶解しうるも
のの中から適宜選択できる0例えば、テトラヒドロ7ラ
ン、ベンゼン、トルエン、キシレン、ヘキサン、石油エ
ーテル、ジメチルホルムアミド等である。なお一般に、
混合は加熱下で行うことが好ましい。
The solvent to be used can be appropriately selected from those capable of dissolving the semi-inorganic polymer compound, such as tetrahydro7rane, benzene, toluene, xylene, hexane, petroleum ether, dimethylformamide, and the like. In general,
Preferably, the mixing is carried out under heating.

また、セミ無機高分子化合物と生コークスとの混合物を
仮焼して使用するは、焼結時の7クレ、割れに対して配
慮する必要がなく、好都合に使Jtiできる。好ましい
仮焼物取得のためには、セミ無機高分子化合物を非酸化
性雰囲気中、例えば真空中、窒素ガス雰囲気中等で30
0〜1500°C1好ましくは400〜800℃で、加
熱処理を行う6炭素材への焼結は、真空中、窒素ガス雰
囲気中などの非酸化性雰囲気中において800〜300
0℃、好ましくは1000〜2800℃で行う。
Further, the use of a mixture of a semi-inorganic polymer compound and raw coke after calcination does not require consideration for cracks and cracks during sintering, and can be conveniently used. In order to obtain a preferable calcined product, the semi-inorganic polymer compound is heated at 30% in a non-oxidizing atmosphere, such as in a vacuum or a nitrogen gas atmosphere.
Sintering into carbon material is performed at 0 to 1500°C, preferably at 400 to 800°C, at 800 to 300°C in a non-oxidizing atmosphere such as a vacuum or nitrogen gas atmosphere
It is carried out at 0°C, preferably 1000-2800°C.

焼結方法は通常採用されている常圧、雰囲気加圧、ホッ
トプレス又はHIP法等のいずれでもよく、適宜選択す
ることがでどろ。
The sintering method may be any of the commonly employed normal pressure, atmospheric pressure, hot press, HIP method, etc., and can be selected as appropriate.

本発明の炭素材は、一般の炭素材が空気中、800℃、
1時間で約65〜85重1%、2時間で100重1%の
酸化消耗を示すのに対し、1200℃、10時間で3重
量%以下に過ぎない。
The carbon material of the present invention is a general carbon material in air at 800°C.
The oxidation loss is about 65-85% by weight in 1 hour and 1% by weight in 2 hours, but it is only 3% by weight or less in 10 hours at 1200°C.

さらに、本発明の炭素材は、炭素材が本米有している?
t&温強度、耐熱衝撃性、高熱伝導性、良導電性、低熱
膨張性に加えて、高温度条件下における高強度、耐酸化
性という優れた効果を発揮している。このため、各種機
器部品材料、窯業用材料、化学工業用耐食材料、電気電
子部品材料として有用である。
Furthermore, does the carbon material of the present invention have a carbon material property?
In addition to t&temperature strength, thermal shock resistance, high thermal conductivity, good electrical conductivity, and low thermal expansion, it exhibits excellent effects such as high strength and oxidation resistance under high temperature conditions. Therefore, it is useful as a material for various equipment parts, a material for the ceramic industry, a corrosion-resistant material for the chemical industry, and a material for electrical and electronic parts.

次に実施例により本発明をさらに詳細に説明する。Next, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples.

実施例1 S  Lの三ロフラスコにキシレン2.51と金属ナト
リウム400Bとを入れ、アルゴンガス気流下でシメチ
ルノクロロシラン1000gを少しづつ滴下した0滴下
終了後、アルゴン気流中で8時間加熱還流し、沈澱物を
生成させた。この沈澱物をろ過し、メタノールで洗浄し
た後、水で洗浄して、白色粉末のポリシランを得た。こ
のポリシランの200gをオートクレーブに入れ、47
0°Cで15時間反応させた。反応終了後、n−ヘキサ
ンに溶かしてオートクレーブより取り出し、ろ過し、粘
稠固体状のセミ無機高分子化合物(ポリカルボシラン)
120gを得た。
Example 1 2.51 g of xylene and 400 B of metallic sodium were placed in an S L three-ring flask, and 1000 g of dimethylnochlorosilane was added dropwise little by little under an argon gas flow. After the completion of the dropwise addition, the mixture was heated under reflux for 8 hours in an argon gas flow. A precipitate formed. This precipitate was filtered, washed with methanol, and then with water to obtain polysilane as a white powder. Put 200g of this polysilane in an autoclave and
The reaction was carried out at 0°C for 15 hours. After the reaction is complete, dissolve it in n-hexane, remove it from the autoclave, filter it, and obtain a viscous solid semi-inorganic polymer compound (polycarbosilane).
120g was obtained.

この粘稠固体状セミ無機高分子化合物の30gをトルエ
ン100mfに溶解した溶液に、約500℃で製造した
生石油コークス110g(揮発公約14重量%)を加え
炭化ケイ素ボールを使用して湿式ボールミル混合を5時
間行なった後、減圧下にトルエンを除去し、コークス粉
末とセミ無機高分子化合物とが均一に混合した粉末を得
た。得られた混合粉末を粉砕、分級した後に、2 t/
 asl”の圧力で成形した。この成形体をアルゴンガ
ス雰囲気中、2100℃において1時間焼成した。焼結
体のかさ密度は1.95g/cm’であり、曲げ強度は
12 、3 kg/ llm2であった。得られた焼結
体を10X10X7+smの大きさに切り出して、あら
かじめ1200℃に加熱した電気炉に入れ(大気中)1
0時間加熱処理した後試料を取り出し、酸化減量を測定
した。
To a solution of 30 g of this viscous solid semi-inorganic polymer compound dissolved in 100 mf of toluene, 110 g of raw petroleum coke (volatization rate: about 14% by weight) produced at about 500°C was added and mixed using a wet ball mill using a silicon carbide ball. After doing this for 5 hours, toluene was removed under reduced pressure to obtain a powder in which coke powder and semi-inorganic polymer compound were uniformly mixed. After crushing and classifying the obtained mixed powder, 2 t/
The molded body was sintered at 2100°C for 1 hour in an argon gas atmosphere.The bulk density of the sintered body was 1.95 g/cm', and the bending strength was 12.3 kg/llm2. The obtained sintered body was cut into a size of 10 x 10 x 7 + sm, and placed in an electric furnace preheated to 1200°C (in the atmosphere).
After heat treatment for 0 hours, the sample was taken out and the oxidation loss was measured.

酸化減量は1.6重1%であり、優れた耐酸化性を示し
た。
The oxidation loss was 1.6% by weight, indicating excellent oxidation resistance.

実施例 2 実施例1で得られたポリシラン100gとポリツメチル
シロキサン25gをオートクレーブに入れ470″Cで
15時間反応させた9反応終了後、n−ヘキサンに溶か
してオートクレーブより取り出し、枦遇して粘稠固体状
セミ無機化合物を得た。
Example 2 100g of polysilane obtained in Example 1 and 25g of polymethylsiloxane were placed in an autoclave and reacted at 470''C for 15 hours.9 After the reaction, the mixture was dissolved in n-hexane, taken out from the autoclave, and stirred. A viscous solid semi-inorganic compound was obtained.

この粘稠固体状セミ無機化合物の50gと約500℃で
91造した生ピツチコークス50g(揮発分約8重量%
)を窒素雰囲気中でらいかい混合を5時間行ない、コー
クス粉末とセミ無機高分子化合物が均一に混合したもの
を得た。このものを、アルゴン雰囲気中で550℃まで
仮焼した。この仮焼物を粉砕、分級した後、2ランcm
2の圧力で成形した。この成形体をアルゴン雰囲気中で
2100℃において1時間焼成することにより、がさ密
度2 、2 H/ amコ、曲げ強度15 、2 kg
/ ■2の焼結体を得た。実施例1と同様の方法により
酸化減量を測定したところ、0.7重量%であり、優れ
た耐酸化性を示した。
50 g of this viscous solid semi-inorganic compound and 50 g of raw pitch coke made at 91°C at about 500°C (volatile content about 8% by weight)
) was mixed in a nitrogen atmosphere for 5 hours to obtain a uniform mixture of coke powder and semi-inorganic polymer compound. This material was calcined to 550° C. in an argon atmosphere. After crushing and classifying this calcined material, 2 runs cm
It was molded at a pressure of 2. By firing this molded body at 2100°C for 1 hour in an argon atmosphere, the bulk density was 2.2 H/am, and the bending strength was 15.2 kg.
/ ■ A sintered body of 2 was obtained. When the oxidation loss was measured by the same method as in Example 1, it was 0.7% by weight, indicating excellent oxidation resistance.

実施例 3 ホウ酸300gとジフェニルジクロロシラン1500g
をn−ブチルエーテル31と共に101の三ロフラスコ
に入れ100℃で18時間攪拌を行いながら反応させ冷
却後白色沈澱を得た。n−ブチルエーテルを留去後、水
洗し、未反応ホウ酸を除きボロジフェニルシロキサン化
合物121 sgを得た。
Example 3 300g of boric acid and 1500g of diphenyldichlorosilane
was placed in a 101-sized three-ring flask with 31 parts of n-butyl ether and allowed to react at 100°C for 18 hours with stirring to obtain a white precipitate after cooling. After distilling off n-butyl ether, the product was washed with water and unreacted boric acid was removed to obtain 121 sg of a borodiphenylsiloxane compound.

このボロノフェニルシロキサン70gと実施例1で使用
した生コークス60.とを使用して、以後、実施例2と
全く同様の方法で焼結体を得た。
70 g of this boronophenylsiloxane and 60 g of the raw coke used in Example 1. Thereafter, a sintered body was obtained in exactly the same manner as in Example 2.

この焼結体のかさ密度は2 、 l’g/ Cm’、+
mげ強度14 、8 kg/ 鴎m2であった。
The bulk density of this sintered body is 2, l'g/Cm', +
The barge strength was 14, 8 kg/m2.

また実施例1と同様の方法で測定した酸化減量は1.2
重1%であった。
In addition, the oxidation loss measured in the same manner as in Example 1 was 1.2
The weight was 1%.

実施例 4 実施例3において得られたボロジフェニルシロキサン化
合物200gとハイドロキノン20I?とを均一に混合
し、500m/のフラスコ中で、攪拌しながら、窒素雰
囲気中で1時間50℃の昇温速度で加熱し、300℃で
1時間反応させ、淡黄色のセミ無機高分子化合物を得た
Example 4 200g of the borodiphenylsiloxane compound obtained in Example 3 and 20I of hydroquinone. were mixed uniformly in a 500 m flask, heated at a heating rate of 50°C for 1 hour in a nitrogen atmosphere with stirring, and reacted at 300°C for 1 hour to form a pale yellow semi-inorganic polymer compound. I got it.

このセミ無機高分子化合物35gをテトラヒドロ7ラン
に溶解し、実施例2で使用した生ピツチコークス粉末8
5Flを添加し、乳バチでよく混合しながら、テトラヒ
ドロ7ランを蒸発除去して、コークス粉末とセミ無機高
分子化合物とが均一に混合したものを得たにのものをア
ルゴン雰囲気中で550℃まで仮焼し、仮焼物を粉砕、
分級した後、3t/am2の圧力で成形した。この成形
体をアルゴン雰囲気中で1200℃において3時間焼成
して、かさv!j度1.98g/e曽コ、曲げ強度10
゜3 kg/ am’の焼結体を得た。実施例1と同じ
く1200℃10時間の条件で洞定した酸化減量は2゜
9重量%であった。
35 g of this semi-inorganic polymer compound was dissolved in tetrahydro 7 run, and 8 g of the raw pitch coke powder used in Example 2 was dissolved.
5Fl was added, and while thoroughly mixing with a pestle, the tetrahydro 7ran was removed by evaporation to obtain a homogeneous mixture of coke powder and semi-inorganic polymer compound. Calcinate the calcined product until
After classification, it was molded at a pressure of 3t/am2. This molded body was fired at 1200°C for 3 hours in an argon atmosphere, and the bulk was reduced to v! J degree 1.98g/e Soko, bending strength 10
A sintered body weighing 3 kg/am' was obtained. The oxidation loss determined under the same conditions as in Example 1 at 1200°C for 10 hours was 2.9% by weight.

実施例 5 実施例3において得られたボロジフェニルシロキサン化
合物200gにアルミニウムイソプロポキシド30gを
加えて非酸化性雰囲気中350℃で1時間反応させてセ
ミ無機高分子化合物を得た。
Example 5 30 g of aluminum isopropoxide was added to 200 g of the borodiphenylsiloxane compound obtained in Example 3, and the mixture was reacted at 350° C. for 1 hour in a non-oxidizing atmosphere to obtain a semi-inorganic polymer compound.

このセミ無機高分子化合物60gと生石油コークス(揮
発分18重型置)9 ogとを500m1四つ口7ラス
フに入れ、キシレン200鯵jを加えて窒素雰囲気中で
攪拌下に3時間還流を行ない、続いてキシレンを留去し
た後、そのまま温度を350℃まで上げ3時間攪拌を行
なった。得られた混合物をらいかい磯でよく粉砕した後
、3t/am’の圧力で成形した。次にこの成形体をア
ルゴン雰囲気中1500℃に焼成した。得られた焼結体
はかさ密度1 、958/ c163、曲げ強度14 
、3 kg/ mm2.1200°C110時闇の酸化
減量は1.2単量%であった。
60 g of this semi-inorganic polymer compound and 9 g of raw petroleum coke (volatile content: 18) were placed in a 500 m 1, 4-necked, 7-glass tube, 200 j of xylene was added, and the mixture was refluxed for 3 hours with stirring in a nitrogen atmosphere. After xylene was then distilled off, the temperature was raised to 350° C. and stirred for 3 hours. The resulting mixture was thoroughly ground using a quarry, and then molded at a pressure of 3 t/am'. Next, this molded body was fired at 1500° C. in an argon atmosphere. The obtained sintered body has a bulk density of 1, 958/c163, and a bending strength of 14.
, 3 kg/mm2.The oxidation loss at 1200°C and 110 hours was 1.2% by weight.

実施例 6 101の三ツロ7ラスコに無水キシレン31と金属ナト
リウム380gとを入れ、窒素〃ス雰囲気下で、キシレ
ンの沸点まで加熱し、ノ/チルジクロロシラン540g
と7フ工ニルノクロロシラン800gとの混合物を21
の滴下a−)から0゜31/時で滴下した。滴下終了後
20時間加熱を続けた。反応終了後沈澱物を濾過し、ま
ずメタノールで洗浄した後、水で洗浄して、白色粉末の
ポリメチルフェニルジランフ’1OFKを得た。
Example 6 Anhydrous xylene 31 and 380 g of metallic sodium were placed in a 101 Mitsuro 7 flask, heated to the boiling point of xylene under a nitrogen atmosphere, and 540 g of chlorodichlorosilane was added.
and 800 g of 7-fluorochlorosilane.
The mixture was dripped at a rate of 0°31/hour from dripping a-). After completion of the dropwise addition, heating was continued for 20 hours. After the reaction was completed, the precipitate was filtered and washed first with methanol and then with water to obtain a white powder of polymethylphenyldilanph '1OFK.

ポリメチルフェニルシラン 00−1に溶解し、これに生ピツチコークス(発揮公約
10重量%)ioo,を使用した以外は実施例1と全く
同様な繰作により焼結体を得た。焼結体のかさ密度、1
.98g/cs3、曲げ強度9 、 8 k!?/ms
+21200℃、10時間の酸化減量は2。6重量%で
あった。
A sintered body was obtained in exactly the same manner as in Example 1, except that it was dissolved in polymethylphenylsilane 00-1 and raw pitchcoke (approx. 10% by weight) was used. Bulk density of sintered body, 1
.. 98g/cs3, bending strength 9.8k! ? /ms
The oxidation loss at +21200°C for 10 hours was 2.6% by weight.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、セミ無機高分子化合物と生コークス粉末との混合物
の焼結体からなる高強度、耐酸化性炭素材。 2、前記セミ無機高分子化合物は、非酸化性雰囲気中で
700〜2000℃に加熱することにより、下記セラミ
ックに転化するものである特許請求の範囲第1項記載の
炭素材、 非晶質であり、α型、β型のいずれか又はこれらの混合
相であるSiCから主としてなるセラミック。 3、前記混合物中の生コークス粉末の割合が、40〜9
5重量%である特許請求の範囲第1項記載の炭素材。 4、前記セミ無機高分子化合物は、下記(a)〜(f)
の群から選ばれた少なくとも1種である特許請求の範囲
第1項記載の炭素材。 (a)下記式で表されるポリカルボシラン ▲数式、化学式、表等があります▼ 式中、R_1〜R_5はそれぞれ独立に、水素、C_4
以下のアルキル基、C_4以下のハロアルキル基、フェ
ニル基、C_5〜C_6のシクロアルキル基、ベンジル
基またはビニル基であり;nは10〜10000である
。 (b)下記式で表わされるポリカルボシロキサン▲数式
、化学式、表等があります▼ 式中、R_1〜R_7はそれぞれ独立に、水素、C_4
以下のアルキル基、C_4以下のハロアルキル基、フェ
ニル基、C_5〜C_6のシクロアルキル基、ベンジル
基またはビニル基であリ;nは10〜10000であり
;そしてx単位とy単位のくり返しはランダム、ブロッ
クのいずれか又は双方を含む。 (c)下記式で表わされるボロシロキサン化合物▲数式
、化学式、表等があります▼ 式中、R_1〜R_3はそれぞれ独立に、水素、C_4
以下のアルキル基、C_4以下のハロアルキル基、フェ
ニル基、C_5〜C_6のシクロアルキル基、ベルジル
基、またはビニル基であり;nは1〜10000であり
;そしてa単位とb単位のくり返しはランダム、ブロッ
クのいずれか又は双方を含む。 (d)前項(c)のボロシロキサン化合物と、脂肪族多
価アルコール、芳香族アルコール、フェノール類、ある
いは芳香族カルボン酸から選ばれる1種あるいは2種以
上の有機化合物を、反応に対して不活性な雰囲気下にお
いて250〜450℃の範囲内の温度で、必要により触
媒の存在下で反応させることにより得られる改質ボロシ
ロキサン化合物。 (e)前項(c)のボロシロキサン化合物に対してAl
、Ni、Ti、Zr、V、Ta、Cr、Pb、Mo、W
、Co及びその他の遷移金属の有機金属化合物、有機金
属錯体から選ばれる少なくとも1種を添加、混合あるい
は化合しで、非酸化性雰囲気中250〜450℃に加熱
することにより得られる改質ボロシロキサン化合物。 (f)下記式で表わされるポリシラン ▲数式、化学式、表等があります▼ 上式中、R_1〜R_5はそれぞれ水素、C_4以下の
アルキル基、C_4以下のハロアルキル基、フェニル基
、C_5−C_6のシクロアルキル基、ベンジル基また
はビニル基であり;n=10〜10000である。 5、セミ無機高分子化合物と生コークス粉末との混合物
を成型体となし、次いで非酸化性雰囲気中で、700〜
3000℃で焼結することからなる高強度、耐酸化性炭
素材の製造法。 6、前記混合物中の生コークス粉末の割合が、40〜9
5%である特許請求の範囲第5項記載の炭素材の製造法
[Claims] 1. A high-strength, oxidation-resistant carbon material made of a sintered body of a mixture of a semi-inorganic polymer compound and raw coke powder. 2. The carbon material according to claim 1, wherein the semi-inorganic polymer compound is converted into the following ceramic by heating at 700 to 2000°C in a non-oxidizing atmosphere; A ceramic mainly composed of SiC, which is either α-type, β-type, or a mixed phase of these. 3. The ratio of raw coke powder in the mixture is 40 to 9.
5% by weight of the carbon material according to claim 1. 4. The semi-inorganic polymer compound has the following (a) to (f)
The carbon material according to claim 1, which is at least one selected from the group of. (a) Polycarbosilane represented by the following formula ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ In the formula, R_1 to R_5 each independently represent hydrogen, C_4
The following alkyl groups, haloalkyl groups of C_4 or less, phenyl groups, cycloalkyl groups of C_5 to C_6, benzyl groups or vinyl groups; n is 10 to 10,000. (b) Polycarbosiloxane represented by the following formula ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ In the formula, R_1 to R_7 each independently represent hydrogen, C_4
The following alkyl groups, haloalkyl groups of C_4 or less, phenyl groups, cycloalkyl groups of C_5 to C_6, benzyl groups or vinyl groups; n is 10 to 10,000; and the repetition of x units and y units is random, Contains either or both blocks. (c) Borosiloxane compound represented by the following formula ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ In the formula, R_1 to R_3 are each independently hydrogen, C_4
The following alkyl groups, haloalkyl groups of C_4 or less, phenyl groups, cycloalkyl groups of C_5 to C_6, verzyl groups, or vinyl groups; n is 1 to 10,000; and the repetition of a units and b units is random, Contains either or both blocks. (d) The borosiloxane compound of the preceding paragraph (c) and one or more organic compounds selected from aliphatic polyhydric alcohols, aromatic alcohols, phenols, or aromatic carboxylic acids, which are incompatible with the reaction. A modified borosiloxane compound obtained by reaction in an active atmosphere at a temperature within the range of 250 to 450°C, optionally in the presence of a catalyst. (e) Al for the borosiloxane compound in the previous section (c)
, Ni, Ti, Zr, V, Ta, Cr, Pb, Mo, W
Modified borosiloxane obtained by adding, mixing or combining at least one selected from organometallic compounds and organometallic complexes of Co and other transition metals and heating to 250 to 450°C in a non-oxidizing atmosphere. Compound. (f) Polysilane represented by the following formula ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ In the above formula, R_1 to R_5 are each hydrogen, an alkyl group of C_4 or less, a haloalkyl group of C_4 or less, a phenyl group, a cyclo of C_5-C_6 It is an alkyl group, a benzyl group or a vinyl group; n=10 to 10,000. 5. A mixture of a semi-inorganic polymer compound and raw coke powder is made into a molded body, and then heated in a non-oxidizing atmosphere to 700~
A method for producing a high-strength, oxidation-resistant carbon material comprising sintering at 3000°C. 6. The ratio of raw coke powder in the mixture is 40 to 9.
The method for producing a carbon material according to claim 5, wherein the carbon material content is 5%.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010090027A (en) * 2009-11-18 2010-04-22 Toyo Tanso Kk Graphite fixture for brazing of ceramic
JP2017031286A (en) * 2015-07-30 2017-02-09 株式会社神鋼環境ソリューション Polysilane manufacturing method

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